JP2020118923A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転写体の表面状態の変化に応じて最適な方法で色ずれ検出用のパターン画像を検出できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、中間転写ベルト5に形成された画像を検出する光学センサ7を備える。光学センサ7は、基板201に第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712を備える。第1PD711は、第2LED702から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置される。第2PD712は、第2LED702から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置される。画像形成装置は、中間転写ベルト5の表面状態を判断し、表面が粗れていない場合に第1PD711の検出結果により色ずれ量を検出し、表面が粗れている場合に第2PD712の検出結果により色ずれ量を検出する。【選択図】図2
Description
本発明は、複数の発光素子と複数の発光素子から出射された光の反射光を受光する複数の受光素子とを有する光学センサを備えた画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を、それぞれ、帯電、露光、現像、転写という電子写真プロセスを経てシートに形成する。この画像の濃度は、画像形成装置の温度や湿度、画像形成装置による印刷枚数、及び画像形成装置の稼働時間によって変動してしまう。そこで、画像形成装置は、シートと異なる像担持体に画像濃度検出用のテスト画像を形成し、画像形成装置が有する光学センサによって画像濃度検出用のテスト画像を検出し、検出結果に基づいて濃度を調整する。
また、画像形成装置は、異なる色の画像を重ねて混色の画像を形成する。そのため、イエローの画像、マゼンタの画像、シアンの画像、及びブラックの画像の画像形成位置にずれが生じると、混色の画像の色味が所望の色味とならない。これは「色ずれ」と呼ばれている。色ずれも、前述の画像の濃度と同様に、画像形成装置の温度や湿度、画像形成装置の印刷枚数、及び画像形成装置の稼働時間によって変動することが知られている。そこで、画像形成装置は、カラー画像の色味が変化してしまう前に、色ずれ検出用のパターン画像を像担持体に形成し、光学センサによって色ずれ検出用のパターン画像を検出し、各色の画像形成位置を検出された色ずれ量に基づいて調整する。
画像形成装置が有する光学センサは、発光部と、像担持体上の検出用画像(テスト画像、パターン画像)からの反射光を受光する受光部とを備える。光学センサが検出用画像を検出する方式には、検出用画像からの正反射光を検出する正反射光方式と、検出用画像からの乱反射光を検出する乱反射光方式(拡散反射光方式)と、がある。
特許文献1には、色ずれ検出用のパターン画像の位置を高精度に検出する方法が開示される。この方法は、パターン画像の端部の角度と光学センサの検出領域の端部の角度とを合わせ、さらに光学センサの検出領域の幅と検出用画像の幅とを同じにする。これにより、検出結果である信号の波形が三角波になり、立ち上がりと立下がりのエッジが最も急峻になる。このような信号は、ノイズの影響を受けにくく、パターン画像の位置の高精度な検出を可能とする。
電子写真方式の画像形成装置は、複数の感光体に各色の画像を形成し、各感光体から転写体に各色の画像を重畳するように転写することで混色の画像を形成する。転写体上の画像がシートに転写されることで、シートに画像が形成される。画像形成装置は、様々な材質のシートへの画像形成に対応する必要がある。そのために転写体は、表面に弾性層や別材質のコート層が設けられる。これにより良質な画像形成が実現される。また、転写体は、交換コストの上昇を抑制するために、高寿命化が求められている。転写体は、高寿命化すると、表面が劣化して反射配光特性が変化する。これは、位置検出の誤差の増加に影響する。
具体的には、転写体の表面は、経時変化により粗さやグロス等の表面状態が変化する。転写体の表面状態は、画像形成の枚数、トナーデューティ(duty)、使用環境等に影響される。これにより光学センサによる検出結果である検出信号の波形は、理想的な二等辺三角形にならずに歪みが生じる。図20は、このような検出波形の歪みの説明図である。画像形成装置は、このような検出信号の波形と所定の閾値との交点の中点を重心として導出する。導出した重心が色ずれ検出用のパターン画像の位置となる。検出信号の波形が歪むことにより、パターン画像の位置に誤差δのずれが生じる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、転写体の表面状態の変化に応じて最適な方法で色ずれ検出用のパターン画像を検出できる画像形成装置を提供することを主たる目的とする。
本発明の画像形成装置は、異なる色の画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された前記画像が転写される転写体と、前記画像を前記転写体からシートへ転写する転写部と、前記転写体に形成された前記異なる色の検出用画像からの反射光を検出するセンサと、前記画像形成手段によって前記転写体に前記検出用画像を形成し、前記センサによって前記検出用画像からの反射光を検出し、前記異なる色の前記検出用画像の色ずれを前記センサによる前記反射光の検出結果に基づいて取得し、前記画像形成手段により形成される前記異なる色の前記画像の相対位置を前記色ずれに基づいて制御する制御手段と、を備え、前記センサは、所定の入射角において前記検出用画像を照射するための光を発する発光素子、前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第1の反射角において受光する位置に配置された第1受光素子、及び前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第2の反射角において受光する位置に配置された第2受光素子を有し、前記第1の反射角は前記所定の入射角よりも小さく、前記第2の反射角は前記第1の反射角よりも小さく、前記制御手段は、前記転写体の状態に基づき、前記第1受光素子と前記第2受光素子とから前記色ずれを検出するために用いる受光素子を選択することを特徴とする。
本発明によれば、転写体の表面状態の変化に応じて最適な発光素子と受光素子との組み合わせで検出用画像を検出することができる。
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
(全体構成)
図1は、本実施形態の画像形成装置100の概略断面図である。画像形成装置100は、画像形成部10、中間転写ベルト5、ベルト支持ローラ3、転写ローラ4、及び定着器17を備える。画像形成部10は、感光ドラム1a〜1d、帯電器2a〜2d、露光器15a〜15d、及び現像器16a〜16dを備え、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)のトナー像を形成する。なお、符号末尾の「a」は、イエローの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「b」は、シアンの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「c」は、マゼンタの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「d」は、ブラックの画像を形成するための構成を表す。
図1は、本実施形態の画像形成装置100の概略断面図である。画像形成装置100は、画像形成部10、中間転写ベルト5、ベルト支持ローラ3、転写ローラ4、及び定着器17を備える。画像形成部10は、感光ドラム1a〜1d、帯電器2a〜2d、露光器15a〜15d、及び現像器16a〜16dを備え、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)のトナー像を形成する。なお、符号末尾の「a」は、イエローの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「b」は、シアンの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「c」は、マゼンタの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「d」は、ブラックの画像を形成するための構成を表す。
感光ドラム1a、1b、1c、1dは矢印A方向へ回転する。感光ドラム1a、1b、1c、1dは、その表面に感光層を有する感光体として機能する。帯電器2a、2b、2c、2dは感光ドラム1a、1b、1c、1dの表面を一様に帯電する。露光器15a、15b、15c、15dは、帯電器2a、2b、2c、2dにより帯電された感光ドラム1a、1b、1c、1dの表面をレーザ光により露光する。露光器15a、15b、15c、15dから出射されたレーザ光が感光ドラム1a、1b、1c、1dを走査することによって、感光ドラム1a、1b、1c、1dの表面に静電潜像が形成される。現像器16a、16b、16c、16dは、静電潜像をトナー(現像剤)により現像して、感光ドラム1a、1b、1c、1dに各色のトナー像を形成する。
中間転写ベルト5は、駆動ローラやベルト支持ローラ3を含む複数のローラに掛け回されている。中間転写ベルト5には画像形成部10により形成されたトナー像が転写される。中間転写ベルト5はトナー像を担持して搬送する像担持体として機能する。また、中間転写ベルト5はトナー像が転写される中間転写体としても機能する。中間転写ベルト5は、中間転写ベルト5の駆動ローラが回転することによって矢印B方向へ回転する。感光ドラム1a、1b、1c、1dに形成された各色のトナー像は、像担持体である中間転写ベルト5に順次重ねて転写される。これにより中間転写ベルト5には、フルカラーのトナー像6が形成される。
転写ローラ4は、中間転写ベルト5に対してベルト支持ローラ3の反対側に配置されている。転写ローラ4が中間転写ベルト5を押圧することによって形成されるニップ部Nは転写部と呼ばれる。中間転写ベルト5が回転することで、トナー像6はニップ部Nに搬送される。シートは搬送ローラによりニップ部Nへと搬送される。転写ローラ4は、シートがニップ部Nを通過する際に、中間転写ベルト5上のトナー像をシートに転写する。トナー像6が転写されたシートは、搬送ベルト12により定着器17へ搬送される。定着器17はヒータ171を備える。定着器17は、ヒータ171によりシートに転写されたトナー像を加熱し、ローラで加圧することで、トナー像をシートに定着させる。その後、シートは、画像形成装置100のトレイ(不図示)へ排出される。以上により、画像形成装置100による画像形成処理が終了する。
中間転写ベルト5の搬送方向(B方向)で感光ドラム1dの下流側には光学センサ7が配置されている。光学センサ7は、画像形成条件を設定するために中間転写ベルト5に形成された検出用画像を検出する。検出用画像は、例えば、色ずれ検出用のパターン画像と画像濃度検出用のテスト画像とである。パターン画像の検出結果は色ずれ補正に用いられる色ずれ量を検出するために用いられる。テスト画像の検出結果は、画像濃度補正に用いられる補正量を決定するために用いられる。
各感光ドラム1a〜1dから中間転写ベルト5に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト5上の転写位置にずれが生じることがある。これは、露光器15a〜15dの温度上昇によって生じることが知られている。転写位置のズレは、フルカラーの画像の色合いや色調を変化させてしまう。そこで、画像形成装置100は、色ずれ量を検出するためのパターン画像を光学センサ7によって読み取り、検出された色ずれ量に基づいて露光器15a〜15cの露光タイミング等の画像形成条件を制御して画像形成位置を補正する。
また、画像形成装置100は、使用環境(温湿度)や印刷枚数の増加が原因で、形成する画像の濃度が変動してしまう。そこで画像形成装置100は、テスト画像を光学センサ7により検出し、画像形成条件をテスト画像の検出結果に基づいて制御する画像濃度補正を行う。ここで、画像形成条件は、例えば、露光器15a〜15dが出射するレーザ光の強度、現像器16a〜16dに印加される現像バイアス、帯電器2a〜2dに印加される帯電バイアス、転写ローラ4に印加される転写バイアスを含む。画像形成装置100は、画像濃度を補正するために、複数の画像形成条件を制御してもよく、或いは、特定の画像形成条件のみを制御してもよい。
(光学センサ)
図2は、光学センサ7の説明図である。光学センサ7は、2つの発光素子と2つの受光素子とを備える。本実施形態の光学センサ7は、発光素子として2つのLED(Light Emitting Diode)(第1LED701及び第2LED702)を備える。光学センサ7は、受光素子として2つのPD(Photodiode)(第1PD711及び第2PD712)を備える。第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712は、同一の基板201の所定面(取り付け面)上に所定方向に並んで配置され、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって接着される。
図2は、光学センサ7の説明図である。光学センサ7は、2つの発光素子と2つの受光素子とを備える。本実施形態の光学センサ7は、発光素子として2つのLED(Light Emitting Diode)(第1LED701及び第2LED702)を備える。光学センサ7は、受光素子として2つのPD(Photodiode)(第1PD711及び第2PD712)を備える。第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712は、同一の基板201の所定面(取り付け面)上に所定方向に並んで配置され、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって接着される。
基板201は、例えばプリント基板(PCB:Printed Circuit Board)であるが、これに限定されない。第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712は、不図示の電源回路や検出回路等に、例えば基板201を介して電気的に接続されている。
第1LED701は測定対象(中間転写ベルト5の表面又は中間転写ベルト5上の検出用画像)へ向けて光を出射する。第1PD711は、第1LED701が発光した場合に、測定対象からの正反射光が受光可能な位置に配置されている。ここで、図2の点Pは、第1LED701から中間転写ベルト5へ照射された光が反射される位置を示している。即ち、第1LED701から照射された光が点Pで正反射(入射角と反射角とが等しい)して、その反射光が第1PD711に受光されるように、第1LED701と第1PD711とが配置される。
第2LED702は、測定対象に照射した光の正反射光が第1PD711及び第2PD712のいずれにも受光されない位置に配置される。即ち、中間転写ベルト5で第2LED702から照射された光が正反射しても、その反射光が第1PD711及び第2PD712に受光されないように、第2LED702が配置される。また、第2LED702から照射された光が検出用画像により正反射されても、検出用画像からの正反射光は第1PD711及び第2PD712に受光されない。第2LED702は、測定対象に照射した光の乱反射光が第1PD711及び第2PD712に受光される位置に配置される。第1LED701と第2LED702とは、中間転写ベルト5上の異なる位置を照射するように配置される。
第1PD711は、第1LED701から測定対象に照射された光の正反射光及び第2LED702から測定対象に照射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置される。第2PD712は、第2LED702から測定対象に照射された光の乱反射光を受光することができ、第1PD711とは異なる位置に配置される。第2PD712は、第1LED701から測定対象に照射された光の正反射光を受光する位置には配置されない。第1PD711及び第2PD712は、第2LED702から測定対象に照射された光の正反射光を受光する位置には配置されない。
基板201はハウジング203に取り付けられている。ハウジング203は、第1LED701及び第2LED702から出射された光が効率的に測定対象を照射するように、照射光をガイドする導光路を有する。また、ハウジング203は、第1PD711及び第2PD712が測定対象からの反射光を効率的に受光するように、反射光をガイドする導光路を有する。
即ち、ハウジング203内に形成された導光路によって、第1LED701から出射された光は光軸(図中一点破線)の方向に進み、測定対象を照射する。測定対象からの正反射光は、光軸(図中一点破線)の方向に進み、ハウジング203内に形成された導光路によって第1PD711に到達する。第2LED702から出射された光は、ハウジング203内の導光路によって光軸(図中一点破線)の方向に進み、測定対象を照射する。
第2LED702が発光する場合、第1PD711は測定対象からの乱反射光を、ハウジング203内に形成された導光路を介して受光する。第2LED702が発光する場合、第2PD712は測定対象からの乱反射光を、ハウジング203内に形成された導光路を介して受光する。第1LED701が発光する場合、第1PD711は測定対象からの正反射光を、ハウジング203内に形成された導光路を介して受光する。
画像形成装置100は、正反射光の受光結果に基づいて色ずれを検出する場合、第1LED701を発光させることで、中間転写ベルト5上のパターン画像からの正反射光を第1PD711に受光させる。これは、「正反射色ずれ検出」と呼ばれる。画像形成装置100は、正反射光の受光結果に基づいて画像濃度を検出する場合、第1LED701を発光させることで、中間転写ベルト5上のテスト画像からの正反射光を第1PD711に受光させる。これは、「正反射濃度検出」と呼ばれる。
画像形成装置100は、乱反射光の受光結果に基づいて色ずれを検出する場合、第2LED702を発光させることで、中間転写ベルト5上のパターン画像からの乱反射光を第1PD711に受光させる。これは、「乱反射色ずれ検出」と呼ばれる。画像形成装置100は、乱反射光の受光結果に基づいて画像濃度を検出する場合、第2LED702を発光させることで、中間転写ベルト5上のテスト画像からの乱反射光を第2PD712に受光させる。これは、「乱反射濃度検出」と呼ばれる。
第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712は、同一の基板201に実装されるため、各素子を中間転写ベルト5に対して略平行に取り付けることができる。そのため、例えばリードピン付きの砲弾型素子で構成する場合よりも、光軸中心点Pからの光軸のずれを抑制することができる。さらに、第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712は、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板201に接着されるため、素子間隔を狭くすることができる。そのため、光学センサ7の全体のサイズを小型化することができる。例えば、結晶成長によって製造された一般的な素子(チップ)の寸法が3[mm]×2[mm]×1[mm]程度なのに対し、砲弾型素子の寸法はリードピンを除いても5[mm]×10[mm]×5[mm]程度である。そのため、素子がダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板に接着された光学センサ7は部品体積を大幅に小型化でき、光学センサ7自体も小型化できる。
ここで、比較例として砲弾型素子を有する光学センサについて説明する。図3は、砲弾型素子を有する光学センサの説明図である。発光素子161、162と受光素子163、164との位置関係を図2と同様の関係(照射角、受光角)で実現する場合、発光素子161と受光素子163とを近づける必要がある。図3(b)は、この場合の構成例である。発光素子161と受光素子163とを中間転写ベルト5に対して図2と同様な位置関係にした場合、発光素子161と受光素子163とが接近しすぎる。この結果、基板165に設けられたハウジング166の遮光壁としての機能が阻害される。そこで、遮光壁に発光素子161、162や受光素子163、164が干渉しないように、図3(a)のように各素子の間隔を広げる必要があるが、この場合、光学センサが大型化する。
上記の通り本実施形態の光学センサ7は、発光部及び受光部がダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板に接着されている。第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712はダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板に接着されているために、素子と素子との距離を短くできる。これによって、光学センサ7は、砲弾型素子を有する光学センサ(図3)よりも小型化できる。また、光学センサ7は、第1LED701と第1PD711との距離を短くできるので、設計自由度も高くなる。そのため、光学センサ7によれば、測定対象からの正反射光と乱反射光とを検出するのに適した位置関係となるように第1LED701、第2LED702、第1PD711、及び第2PD712を配置することができる。特に、発光素子を兼用したり、受光素子を兼用する光学センサ7においては、従来の砲弾型素子を備えた光学センサよりも、高精度に検出用画像からの正反射光と乱反射光とを検出することができる。
(コントローラ)
以下、本実施形態の画像形成装置100の説明に戻る。図4は、画像形成装置100を制御するためのコントローラの構成例示図である。コントローラ40は、CPU(Central Processing Unit)109、ROM(Read Only Memory)111、及び画像形成制御部101を備える。CPU109は、A/Dコンバータ110を含む。CPU109は、ROM111に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、画像形成装置100の動作を制御する。ROM111は、コンピュータプログラムの他に、後述する色ずれ検出用のパターン画像を形成するために用いるパターン画像データ、及び画像濃度検出用のテスト画像を形成するために用いるテスト画像データを格納する。
以下、本実施形態の画像形成装置100の説明に戻る。図4は、画像形成装置100を制御するためのコントローラの構成例示図である。コントローラ40は、CPU(Central Processing Unit)109、ROM(Read Only Memory)111、及び画像形成制御部101を備える。CPU109は、A/Dコンバータ110を含む。CPU109は、ROM111に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、画像形成装置100の動作を制御する。ROM111は、コンピュータプログラムの他に、後述する色ずれ検出用のパターン画像を形成するために用いるパターン画像データ、及び画像濃度検出用のテスト画像を形成するために用いるテスト画像データを格納する。
画像形成制御部101は、露光器制御部112、現像器制御部113、感光ドラム制御部114、及び中間転写ベルト駆動部115を備える。露光器制御部112は、露光器15a〜15dから出射されるレーザ光の強度や発光タイミングを制御する。現像器制御部113は、現像器16a〜16dが備える現像ローラを回転するためのモータを制御する。感光ドラム制御部114は、感光ドラム1a〜1dを回転させるためのモータを制御する。中間転写ベルト駆動部115は、中間転写ベルト5を回転させるためのモータを制御する。
コントローラ40は、コンピュータプログラムの実行により実現される他に、ディスクリート品やワンチップの半導体製品により実現さてもよい。ワンチップの半導体製品には、例えばMPU(Micro-Processing Unit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、SOC(System-On-a-Chip)がある。
CPU109は、光学センサ7を制御して、第1LED701、第2LED702を個別に発光(点灯)させる。光学センサ7は、測定対象による反射光を第1PD711及び第2PD712で受光する。第1PD711及び第2PD712は、受光した反射光を電圧変換して生成したアナログ信号を、検出結果として出力する。CPU109は、第1PD711及び第2PD712から出力されたアナログ信号を、A/Dコンバータ110を介して取得する。CPU109は、A/Dコンバータ110によってアナログ信号から変換されたデジタル信号を、不図示のメモリに記憶する。
CPU109は、画像形成制御部101により、露光器15a〜15d、現像器16a〜16d、及び感光ドラム1a〜1dを制御して、中間転写ベルト5上に検出用画像を形成させる。CPU109は、光学センサ7の第1LED701及び第2LED702を点灯させる。第1LED701及び第2LED702は、測定対象(中間転写ベルト5の表面及び中間転写ベルト5に形成された検出用画像)を照射する。第1PD711及び第2PD712は、測定対象からの反射光を受光して、該反射光に応じたアナログ信号を出力する。CPU109は、第1PD711及び第2PD712から出力されるアナログ信号に応じて色ずれ量や画像濃度を検出して、色ずれ補正や画像濃度補正を行う。
(色ずれ検出用のパターン画像)
図5は、色ずれ検出用の第1パターン画像の説明図である。第1パターン画像は、基準色であるイエローのカラーパターンと、他の色(マゼンタ、シアン、ブラック)のカラーパターンとを含む。カラーパターンは、中間転写ベルト5の搬送方向に対して所定の角度(例えば45度)傾いて形成された画像である。同色のカラーパターンが2つ形成される。同色のカラーパターンは、中間転写ベルト5の搬送方向に対して、それぞれ異なる向きに傾いて形成される。
図5は、色ずれ検出用の第1パターン画像の説明図である。第1パターン画像は、基準色であるイエローのカラーパターンと、他の色(マゼンタ、シアン、ブラック)のカラーパターンとを含む。カラーパターンは、中間転写ベルト5の搬送方向に対して所定の角度(例えば45度)傾いて形成された画像である。同色のカラーパターンが2つ形成される。同色のカラーパターンは、中間転写ベルト5の搬送方向に対して、それぞれ異なる向きに傾いて形成される。
第1パターン画像は、第1LED701から照射された光の正反射光を第1PD711が受光する場合に用いられる。例えば、中間転写ベルト5からの反射光の光量が所定量以上である場合、第1パターン画像を使用して色ずれ量が検出される。中間転写ベルト5の表面のグロス(光沢度)が低下していない場合、中間転写ベルト5の表面からの正反射光の光量が第1パターン画像からの正反射光の光量より多くなる。そのため、第1パターン画像が形成されていない領域(中間転写ベルト5の表面)からの反射光の受光結果に対応するアナログ信号の値が第1パターン画像からの反射光の受光結果に対応するアナログ信号の値よりも高くなる。
図6は、第1LED701と第1PD711とによって第1パターン画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。カラーパターンからの反射光が受光されたときの第1PD711のアナログ信号の値は、中間転写ベルト5の表面からの反射光が受光されたときの第1PD711のアナログ信号の値よりも低い。
CPU109は、第1閾値に基づいて、アナログ信号を第1レベル又は第2レベルを示す二値の信号へ変換する。変換された信号はアナログ信号値(図6)と第1閾値との比較結果に相当する。このとき、CPU109は、第1LED701から出射された光の中間転写ベルト5の表面による正反射光が第1PD711に受光されたときのアナログ信号の値に基づいて、第1閾値を決定する。CPU109は、第1パターン画像のカラーパターンの色ずれ量を、前述の二値の信号に基づいて検知する。なお、色ずれ補正は公知の技術であるので、ここでの詳細な説明は省略される。
図7は、色ずれ検出用の第2パターン画像の説明図である。第2パターン画像は、基準色であるイエローのカラーパターンと、他の色(マゼンタ、シアン、ブラック)のカラーパターンとを含む。ただし、第2パターン画像のブラックのカラーパターンは、マゼンタのカラーパターンに重ねて形成されている。第2パターン画像は、第2LED702から照射された光の乱反射光を第1PD711が受光する場合に用いられる。即ち、中間転写ベルト5からの反射光の光量が所定量以上ではない場合、第2パターン画像を使用して色ずれ量が検出される。言い換えれば、中間転写ベルト5からの反射光の光量が所定量未満ならば、第2パターン画像を使用して色ずれ量が検出される。
中間転写ベルト5が摩耗することによって中間転写ベルト5のグロスが低下した場合、中間転写ベルト5の表面からの正反射光の光量が少なくなる。図8は、この場合に第1LED701と第1PD711とによって第1パターン画像からの反射光が検出されたアナログ信号の例示図である。中間転写ベルト5からの正反射光の光量が低下した場合、図8に示すように、各色のカラーパターンからの正反射光を受光したときのアナログ信号値と中間転写ベルト5からの正反射光を受光したときのアナログ信号値との差が減少してしまう。そのため、CPU109は二値の信号から高精度に色ずれを検出できない可能性がある。
そこで、中間転写ベルト5からの正反射光の光量が低下した状態においては、第2パターン画像を形成し、光学センサ7によって第2パターン画像からの乱反射光を検出する。光学センサ7は、第2LED702から照射した光の乱反射光を第1PD711で受光する。図9は、第2LED702と第1PD711とによって第2パターン画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。
図7(a)に示すように、第2パターン画像は、第1パターン画像とは異なる。具体的には、ブラックのカラーパターンがマゼンタのカラーパターンに重ねられている。乱反射光を用いてブラックのカラーパターンを検出する場合、第2LED702から照射した光がブラックトナーにより吸収される。そのため、ブラックのみのカラーパターンからの乱反射光量と中間転写ベルト5からの乱反射光量との差は極めて小さい。第2パターン画像のブラックのカラーパターンは、ブラックトナーを用いて間隔を空けて形成されたパターンの隙間からマゼンタトナーを用いて形成されたパターンが露出している。これは複合パターンと呼ばれる。複合パターンの断面図を図7(b)に示す。複合パターンを含む第2パターン画像の検出結果を図9に示す。複合パターンからの乱反射光に対応するアナログ信号値は、複合パターンのマゼンタトナーを用いて形成された領域からの乱反射光に対応した値である。CPU109は、ブラックトナーのパターンの間隔は予め決まっているために、マゼンタトナーを用いて形成された領域とイエロートナーを用いた基準のカラーパターンとの相対位置から、ブラックのカラーパターンの色ずれ量を求めることができる。
CPU109は、第2閾値に基づいてアナログ信号(図9)を、第1レベル又は第2レベルを示す二値の信号に変換する。変換された信号はアナログ信号値(図9)と第2閾値との比較結果に相当する。このとき、CPU109は、第2LED702から出射された光の中間転写ベルト5の表面による乱反射光が第1PD711に受光されたときのアナログ信号の値に基づいて、第2閾値を決定する。CPU109は、第2パターン画像のカラーパターンの色ずれ量を、前述の二値の信号に基づいて検知する。なお、複合パターンを用いた色ずれ補正は公知の技術であるので、ここでの詳細な説明は省略される。
本実施形態の画像形成装置100では、上記のパターン画像(第1パターン画像、第2パターン画像)を使用して画像の色ずれ量を検出する。CPU109は、各色のカラーパターンの位置を検出して、基準色(イエロー)のパターン画像に対する他の色のパターン画像の相対位置を算出する。CPU109は、算出した相対位置と目標相対位置との差に基づいて、各色の色ずれ量を決定する。CPU109は、決定した色ずれ量に基づいて露光器15a〜15dによる書き込みタイミングを制御することで、色ずれ補正を行う。また、CPU109は、例えば、画像形成部10により形成されるべき画像の色ずれが抑制されるように、検出された色ずれ量に基づいて画像データを補正してもよい。なお、基準色はイエローに限定されず、マゼンタ又はシアンとしてもよい。また、不図示の操作パネルにおいてユーザが色ずれ検出モードを選択したことに応じて、CPU109が正反射色ずれ検出又は乱反射色ずれ検出を選択する構成としてもよい。
(画像濃度検出用のテスト画像)
図10は、画像濃度検出用のテスト画像の説明図である。図10(a)は、正反射光により検出される画像濃度検出用の第1テスト画像を例示する。図10(b)は、乱反射光により検出される画像濃度検出用の第2テスト画像を例示する。
図10は、画像濃度検出用のテスト画像の説明図である。図10(a)は、正反射光により検出される画像濃度検出用の第1テスト画像を例示する。図10(b)は、乱反射光により検出される画像濃度検出用の第2テスト画像を例示する。
第1テスト画像は、第1LED701から照射された光の正反射光を第1PD711が受光する場合に用いられる。第1テスト画像は、特にブラックの画像濃度の検出を行う際に用いられる。ブラックトナーは光を吸収するため、ブラックのテスト画像からの乱反射光量は著しく少ない。そのため、ブラックトナーを用いて形成される画像の濃度が検出される場合、CPU109はブラックのテスト画像からの正反射光を検出する。第1テスト画像は、画像濃度が70%、50%、30%、10%の4つの階調パターンで構成される。画像形成部10は、テスト画像データの画像信号値に基づいて第1テスト画像を形成する。テスト画像データの画像信号値は予め決められている。
中間転写ベルト5上に形成された第1テスト画像は、光学センサ7により読み取られる。第1PD711から出力されるアナログ信号は、A/Dコンバータ110によりデジタル信号に変換される。CPU109は、このデジタル信号値と目標値との差に基づいて画像形成条件を制御する。例えば、CPU109は、画像形成制御部101によって露光器15dから出射されるレーザ光の強度を制御することで、ブラックの画像濃度を調整する。
図11は、第1LED701と第1PD711とによって第1テスト画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。第1テスト画像の最も高濃度である濃度70%の画像は、ブラックトナーにより光が吸収されることに加えて、トナー付着量が多いために正反射光の光量が減少する。そのため、光学センサ7(第1PD711)から出力されるアナログ信号の値が低下する。第1テスト画像の最も低濃度である濃度10%の画像は、ブラックトナーによる光の吸収量が濃度70%の場合に比べて減少し、且つトナー付着量が減るために正反射光の光量が増加する。そのため、光学センサ7(第1PD711)から出力されるアナログ信号の値が増加する。
第2テスト画像は、第2LED702から照射された光の乱反射光を第2PD712が受光する場合に用いられる。第2テスト画像は、特にイエロー、マゼンタ、シアンのような有彩色の画像濃度の検出を行う際に用いられる。イエロー、マゼンタ、シアンは、乱反射光を用いて画像濃度が検出される。第2テスト画像は、濃度がそれぞれ70%、50%、30%、10%の4つの階調パターンで構成される。図10(b)はイエローのテスト画像を例示している。画像濃度を検出する際には、中間転写ベルト5に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の第2テスト画像が形成される。
中間転写ベルト5上に形成された第2テスト画像は、光学センサ7により読み取られる。第2PD712から出力されるアナログ信号は、A/Dコンバータ110によりデジタル信号に変換される。CPU109は、このデジタル信号値と目標値との差に基づいて画像形成条件を制御する。これによって、CPU109は、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像濃度を調整する。
図12は、第2LED702と第2PD712とによって第2テスト画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。ここではイエロー用の第2テスト画像のアナログ信号を例示する。第2テスト画像の最も高濃度である濃度70%の画像は、イエロートナーにより光が反射されることに加えて、トナー付着量が多いために乱反射光の光量が増加する。そのため光学センサ7(第2PD712)から出力されるアナログ信号の値が増加する。第2テスト画像の最も低濃度である濃度10%の画像は、イエロートナーからの反射光の光量が濃度70%の場合に比べて減少し、乱反射光の光量が減少する。そのため、光学センサ7(第2PD712)から出力されるアナログ信号の値が低下する。マゼンタやシアンの第2テスト画像のアナログ信号も同様の傾向となる。
(光学センサの検出領域)
図13は、光学センサ7の受光面の説明図である。図13は、光学センサ7を中間転写ベルト5側から見た図であり、基板201上の第1PD711の受光面及び第2PD712の受光面の形状を表す。第1PD711の受光面と第2PD712の受光面とは、いずれも矩形であるが、大きさ及び形成角度が異なる。ここでは、第2PD712の受光面が第1PD711の受光面よりも大きく形成される。また、第1PD711の受光面と第2PD712の受光面とは、形成角度が5度以上異なる。受光面の形状は、検出領域の形状と同じである。なお、形成角度とは、基板201の長手方向を基準線と仮定した場合に、当該基準線と受光面の各対角線との角度のうち、小さい角度と定義する。
図13は、光学センサ7の受光面の説明図である。図13は、光学センサ7を中間転写ベルト5側から見た図であり、基板201上の第1PD711の受光面及び第2PD712の受光面の形状を表す。第1PD711の受光面と第2PD712の受光面とは、いずれも矩形であるが、大きさ及び形成角度が異なる。ここでは、第2PD712の受光面が第1PD711の受光面よりも大きく形成される。また、第1PD711の受光面と第2PD712の受光面とは、形成角度が5度以上異なる。受光面の形状は、検出領域の形状と同じである。なお、形成角度とは、基板201の長手方向を基準線と仮定した場合に、当該基準線と受光面の各対角線との角度のうち、小さい角度と定義する。
第1PD711の受光面は、中間転写ベルト5の搬送方向に対して二辺が所定の角度傾いて形成される。第1PD711の受光面の中間転写ベルト5の搬送方向に対する傾斜角は、色ずれ検出用のパターン画像の各カラーパターンが中間転写ベルト5の搬送方向に対して傾く角度(例えば45度)と同じである。第1PD711の受光面の一辺の長さは、カラーパターンの幅に等しい。第1PD711の受光面の対角線の幅は、光学センサ7の受光面を形成可能な領域の最大幅に等しい。第1PD711の受光面がこのように傾いて形成されることで、パターン画像の反射光を受光したときに第1PD711が出力するアナログ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを急峻にすることができる。そのために、高精度な色ずれ量の検出が可能となる。
図14は、第1PD711の検出状態及び検出結果であるアナログ信号の説明図である。図14では、色ずれ検出用のパターン画像を検出する場合について説明する。図14(a)に示すように、第1PD711の受光面と同じ形状である検出領域は、中間転写ベルト5の搬送方向に対するパターン画像の傾きと同じ傾きで設けられる。パターン画像は、中間転写ベルト5により矢印方向に搬送されて第1PD711の検出領域を通過する。これにより第1PD711から出力されるアナログ信号は、図14(b)に示すように、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが最も急峻になる。なお、図14(b)は第2パターン画像を測定したときのアナログ信号を示している。
アナログ信号を閾値に基づいて変換した二値の信号によりパターン画像の各カラーパターンの位置を検出する場合、アナログ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが急峻であるほうが、信号ノイズの影響を受けにくい。例えばアナログ信号に信号ノイズが生じる場合、ノイズにより二値の信号のエッジが変動して、検出するパターン画像の位置に揺らぎが生じる。この揺らぎ量は、アナログ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが急峻であるほうが少なくなる。そのために検出誤差を小さくすることができる。そのため、色ずれ検出に用いる第1PD711の受光面の面積は縮小することが望ましい。
第2PD712の受光面は、第2LED702の乱反射光を受光する。第2PD712の検出結果は画像濃度検出に用いられる。第2PD712は、正確に画像濃度を検出するために、より広い検出領域を平均的に検出できるほうがよい。反射光量が低い低濃度のテスト画像を検出するために、第2PD712は、可能な限り多くの光を受光してS/Nを確保するほうがよい。そのために第2PD712の受光面は、光学センサ7の受光面を形成可能な領域の限度まで、中間転写ベルト5の搬送方向に直交する方向に設けられる。このような構成により、第2PD712は、光学センサ7のサイズアップをすることなく、最大限のS/Nを確保する。
(中間転写ベルト5の表面の経時変化)
図15は、中間転写ベルト5の経時変化よる反射特性の変化の説明図である。図15(a)は、中間転写ベルト5の表面が経時変化する前の反射配光特性と色ずれ検出用のパターン画像の検出結果を示す検出波形を例示する。図15(b)は、中間転写ベルト5の表面が経時変化した後の反射配光特性と色ずれ検出用のパターン画像の検出波形を例示する。
図15は、中間転写ベルト5の経時変化よる反射特性の変化の説明図である。図15(a)は、中間転写ベルト5の表面が経時変化する前の反射配光特性と色ずれ検出用のパターン画像の検出結果を示す検出波形を例示する。図15(b)は、中間転写ベルト5の表面が経時変化した後の反射配光特性と色ずれ検出用のパターン画像の検出波形を例示する。
経時変化前の反射配光特性は、第2LED702から中間転写ベルト5の表面の正反射角度方向への正反射光の配光が強く、周囲に円状に配光が存在する。経時変化後の反射配光特性は、中間転写ベルト5の表面が粗れて凸凹になるために、正反射光に対して乱反射の配光が占める割合が大きくなる。このとき、第1PD711は、第2LED702からの乱反射光に正反射光が混在した反射光を受光するようになる。第2PD712は、中間転写ベルト5の表面の変化による正反射光の影響が第1PD711よりも少ない。
このような反射配光特性の変化により、第1PD711から出力される検出波形は、二等辺三角形(図15(a))から歪んだ形状(図15(b))に変化する。反射配光特性の変化により中間転写ベルト5による乱反射光が多くなるために、中間転写ベルト5の表面(下地)の検知結果のレベル(下地レベル)が上昇する。下地のレベルが上昇することで、パターン画像の検知結果のレベルと下地のレベルとの差が小さくなる。これは色ずれ検出に不利な条件となる。
図16は、検出波形の歪みの説明図である。図14(a)で説明したように、光学センサ7が色ずれ検出用のパターン画像を検出する際には、パターン画像の搬送により、光学センサ7の検出領域に対するパターン画像の位置が第1状態→第2状態→第3状態のように推移する。光学センサ7は、第1PD711の検出領域に、均一な強度光を照射するように構成されている。第1PD711は、検出領域内で均一な受光感度をもつ。中間転写ベルト5の表面の経時変化前は、第1PD711の検出領域内の発光強度と受光感度とが、第1状態、第2状態、第3状態のいずれでも同じである。そのために検出波形の立ち上がりと立ち下がりの傾きは同じであり、検出波形が二等辺三角形になる。
中間転写ベルト5の表面が経時変化して配光特性が変化した後は、照射される光が均一であっても、反射光の割合が第1PD711の検出領域内で均一にならなくなる。その結果、図16に示すように検出領域内で感度(反射光量)の非対称性が生じる。第1状態1→第2状態の遷移においては、検出領域の感度が低い方からパターン画像が侵入するために、検出波形の立ち上がりが鈍る。第2状態→第3状態の遷移においては、検出領域の感度が高い方にパターン画像が残りながら抜けていくため、検出波形が後ろの時間側に膨らむ。
図17は、表面が経時変化した場合に、中間転写ベルト5による第2LED702からの乱反射光を受光した第1PD711及び第2PDの検出波形の例示図である。第1PD711の検出波形に比較して、第2PD712の検出波形は、下地レベルが低く、パターン画像の検出波形のレベルとの差が大きい。また、中間転写ベルト5の表面の変化(凹凸粗れ)による検出波形のAC変動は、第1PD711の検出波形と比べて第2PD712の検出波形のほうが小さい。これらのことから、中間転写ベルト5の表面が経時変化した場合、第1PD711よりも第2PD712の検出結果のほうが、高精度に色ずれ検出用のパターン画像の位置の検出することができることがわかる。つまり中間転写ベルト5の表面が経時変化した場合には第2PD712の検出結果に基づいてパターン画像の位置を検出することで、パターン画像の位置の検出誤差を小さくすることがきる。
(色ずれ補正)
図18は、本実施形態の色ずれ量の検出処理を表すフローチャートである。この処理は、第1パターン画像を用いた色ずれ量の検出が困難である場合に行われる。例えば、CPU109は、この処理の開始前に、中間転写ベルト5の表面のグロスの低下を検出し、第1LED701からの光の正反射光による第1パターン画像を用いた色ずれ量の検出を行わない判断を行っている。例えば、CPU109は、第1LED701を発光させる。この時点で中間転写ベルト5には画像が形成されていないため、第1LED701からの光は、中間転写ベルト5の表面を照射する。第1PD711は、中間転写ベルト5の表面からの正反射光を受光して、正反射光の光量に応じたアナログ信号を出力する。CPU109は、第1PD711からアナログ信号を取得することで、中間転写ベルト5の表面の反射光量を検出する。CPU109は、第1PD711のアナログ信号値と所定値とにより、中間転写ベルト5の表面のグロスの低下を判断する。所定値は、例えば、2.5[V]とする。CPU109は、第1PD711のアナログ信号値が前述の所定値未満であれば、第2パターン画像を用いた色ずれ量の検出を実行する。なお、CPU109は、第1PD711のアナログ信号値が前述の所定値以上であれば、第1パターン画像を用いた色ずれ量の検出を実行する。
図18は、本実施形態の色ずれ量の検出処理を表すフローチャートである。この処理は、第1パターン画像を用いた色ずれ量の検出が困難である場合に行われる。例えば、CPU109は、この処理の開始前に、中間転写ベルト5の表面のグロスの低下を検出し、第1LED701からの光の正反射光による第1パターン画像を用いた色ずれ量の検出を行わない判断を行っている。例えば、CPU109は、第1LED701を発光させる。この時点で中間転写ベルト5には画像が形成されていないため、第1LED701からの光は、中間転写ベルト5の表面を照射する。第1PD711は、中間転写ベルト5の表面からの正反射光を受光して、正反射光の光量に応じたアナログ信号を出力する。CPU109は、第1PD711からアナログ信号を取得することで、中間転写ベルト5の表面の反射光量を検出する。CPU109は、第1PD711のアナログ信号値と所定値とにより、中間転写ベルト5の表面のグロスの低下を判断する。所定値は、例えば、2.5[V]とする。CPU109は、第1PD711のアナログ信号値が前述の所定値未満であれば、第2パターン画像を用いた色ずれ量の検出を実行する。なお、CPU109は、第1PD711のアナログ信号値が前述の所定値以上であれば、第1パターン画像を用いた色ずれ量の検出を実行する。
CPU109は、まず、光学センサ7によって中間転写ベルト5の表面の反射光量を検出する(S1201)。CPU109は、第2LED702を発光させる。この時点で中間転写ベルト5には画像が形成されていないため、第2LED702からの光は、中間転写ベルト5の表面を照射する。第1PD711は、中間転写ベルト5の表面からの乱反射光を受光して、乱反射光の光量に応じたアナログ信号を出力する。CPU109は、第1PD711からアナログ信号を取得することで、中間転写ベルト5の表面の反射光量を検出する。
CPU109は、取得した中間転写ベルト5の表面の反射光量が所定量以上であるか否かを判定する(S1202)。CPU109は、この処理により中間転写ベルト5の表面が経時変化により粗れが進行してるか否かを判定することになる。S1202の処理において、CPU109は反射光量が所定量以上か否かを判定するために、第1PD711のアナログ信号値と参照値とを比較する。参照値は、例えば、2.0[V]とする。
第1PD711のアナログ信号値が参照値以上である場合(S1202:Y)、CPU109は、中間転写ベルト5の表面の経時変化により粗れが進行していると判定する。この場合、CPU109は、第2PD712により第2パターン画像を用いて色ずれ量の検出を行う。そして、CPU109は、画像形成制御部101に第2パターン画像のパターン画像データP2を転送し、画像形成制御部101を制御して、第2パターン画像を中間転写ベルト5に形成する(S1203)。CPU109は、第2LED702を発光させ、その乱反射光を受光した第2PD712からアナログ信号を取得して、第2パターン画像を読み取る(S1204)。ステップS1204の処理において、CPU109は、第2PD712から出力されたアナログ信号を取得する。CPU109は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の第2パターン画像の検出結果から色ずれ量を算出し、色ずれ量から色ずれ補正量を算出する(S1207)。CPU109は、算出した色ずれ補正量をメモリ(不図示)に格納する。CPU109は、画像形成装置100がシートに画像を形成する場合、メモリから色ずれ補正量を読み出し、色ずれ補正量に基づいて画像データに基づき形成されるべき画像の画像形成位置を補正する。
一方、第1PD711のアナログ信号値が参照値未満である場合(S1202:N)、CPU109は、中間転写ベルト5の表面の経時変化による粗れが進行していないと判定する。この場合、CPU109は、第1PD711により第2パターン画像を用いて色ずれ量の検出を行う。そして、CPU109は、画像形成制御部101に第2パターン画像のパターン画像データP2を転送し、画像形成制御部101を制御して、第2パターン画像を中間転写ベルト5に形成する(S1205)。CPU109は、第2LED702を発光させ、その乱反射光を受光した第1PD711からアナログ信号を取得して、第2パターン画像を読み取る(S1206)。ステップS1206の処理において、CPU109は、第1PD711から出力されたアナログ信号を取得する。CPU109は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の第2パターン画像の検出結果から色ずれ量を算出し、色ずれ量から色ずれ補正量を算出する(S1207)。CPU109は、算出した色ずれ補正量をメモリ(不図示)に格納する。CPU109は、画像形成装置100がシートに画像を形成する場合、メモリから色ずれ補正量を読み出し、色ずれ補正量に基づいて画像データに基づき形成されるべき画像の画像形成位置を補正する。
このようにCPU109は、中間転写ベルト5の表面の粗れ状態の検出結果に応じて最適な光学検出パス(第1PD711、第2PD712)を選択する。これにより、最適な発光素子と受光素子との組み合わせの光学構成で、色ずれ検出用のパターン画像が読み取られる。そのためにCPU109は、中間転写ベルト5の表面の経時変化にもかかわらず、正確に色ずれ量を検出して、正確な色ずれ補正を行うことができる。
(画像濃度補正)
図19は、本実施形態の画像濃度検出処理を表すフローチャートである。本実施形態では、ブラックの画像濃度検出後に有彩色の画像濃度検出を行う場合について説明するが、この順序は逆になってもよい。
図19は、本実施形態の画像濃度検出処理を表すフローチャートである。本実施形態では、ブラックの画像濃度検出後に有彩色の画像濃度検出を行う場合について説明するが、この順序は逆になってもよい。
CPU109は、画像形成制御部101に第1テスト画像のテスト画像データTKを転送し、画像形成制御部101を制御して、ブラックのテスト画像(第1テスト画像)を中間転写ベルト5に形成する(S1301)。CPU109は、第1LED701を発光させ、正反射光を受光した第1PD711からアナログ信号を取得して、ブラックのテスト画像を読み取る(S1302)。CPU109は、読み取ったブラックのテスト画像に対応するアナログ信号のレベルをA/Dコンバータ110でデジタル信号の値に変換する。CPU109は、このデジタル信号の値に基づいて画像形成条件を決定する(S1303)。例えば、CPU109は、デジタル信号が表す濃度値の所定値からのずれを算出して、画像条件を決定する。ステップS1303において、CPU109は、ブラック用の画像形成条件として、露光器15dのレーザ光の強度の補正量を決定し、当該補正量をメモリ(不図示)に格納する。CPU109は、ブラックの画像が形成される場合、メモリから補正量を読み出し、画像形成部10により形成されるべきブラックの画像の濃度を制御する。
ブラックの画像濃度の補正量の算出後にCPU109は、画像濃度検出処理をイエロー、マゼンタ、シアンの全色に対して行ったか否かを判定する(S1304)。
全色に対する画像濃度検出を行っていない場合(S1304:N)、CPU109は、まず、イエローに対する画像濃度検出を行う。即ち、CPU109は、画像形成制御部101にイエローのテスト画像(第2テスト画像)のテスト画像データTYを転送し、画像形成制御部101を制御して、イエローのテスト画像(第2テスト画像)を中間転写ベルト5に形成する(S1305)。CPU109は、第2LED702を発光させ、乱反射光を受光した第2PD712からアナログ信号を取得して、イエローのテスト画像を読み取る(S1306)。CPU109は、読み取ったイエローのテスト画像に対応するアナログ信号のレベルをA/Dコンバータ110でデジタル信号の値に変換する。CPU109は、このデジタル信号の値に基づいて画像形成条件を決定する(S1307)。例えば、CPU109は、デジタル信号が表す濃度値の所定値からのずれを算出して、画像条件を決定する。ステップS1307において、CPU109は、イエロー用の画像形成条件として、露光器15aのレーザ光の強度の補正量を決定し、当該補正量をメモリ(不図示)に格納する。CPU109は、イエローの画像が形成される場合、メモリから補正量を読み出し、画像形成部10により形成されるべきイエローの画像の濃度を制御する。
CPU109は、全色に対する画像濃度検出が終了するまで、S1305〜S1307の処理を繰り返し行う。CPU109は、イエロー、マゼンタ、シアンの全色に対して画像濃度検出を行った場合(S1304:Y)、画像濃度検出処理を終了する。
このようにCPU109は、検出対象の色に応じた画像濃度検出用のテスト画像(第1テスト画像、第2テスト画像)を用い、最適な発光部と受光部との組み合わせにより画像濃度を取得する。そのため、CPU109は、正確な画像濃度の補正量を検出して、正確な画像濃度補正を行うことができる。
以上のように本実施形態の画像形成装置100は、同一の基板201上に、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって素子が接着された光学センサ7を備える。画像形成装置100は、色ずれ量の検出時に、中間転写ベルト5の表面の粗れ状態を検出し、粗れ状態に応じた最適な光学検出パスを決定する。そのために画像形成装置100は、最適な発光素子と受光素子との組み合わせにより、色ずれ検出用のパターン画像を読み取ることができる。そのために画像形成装置100は、転写体である中間転写ベルト5の表面が経時変化した場合であっても正確な色ずれ量の検出が可能であり、高精度の色ずれ補正を行うことができる。
つまり画像形成装置100は、中間転写ベルト5の表面が経時変化前の良好な状態のときには、第1LED701と第1PD711とにより第1パターン画像を用いて正反射色ずれ検出を行う。画像形成装置100は、中間転写ベルト5の表面が経時変化してグロスが低下したときには、第2LED702と第1PD711とにより第2パターン画像を用いて乱反射色ずれ検出を行う。画像形成装置100は、中間転写ベルト5の表面がさらに経時変化して粗れが生じたときには、第2LED702と第2PD712とにより第2パターン画像を用いて乱反射色ずれ検出を行う。このような組み合わせで色ずれ量を検出することで、画像形成装置100は、正確に色ずれ量を検出して、高精度の色ずれ補正を行うことができる。
Claims (7)
- 異なる色の画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像が転写される転写体と、
前記画像を前記転写体からシートへ転写する転写部と、
前記転写体に形成された前記異なる色の検出用画像からの反射光を検出するセンサと、
前記画像形成手段によって前記転写体に前記検出用画像を形成し、前記センサによって前記検出用画像からの反射光を検出し、前記異なる色の前記検出用画像の色ずれを前記センサによる前記反射光の検出結果に基づいて取得し、前記画像形成手段により形成される前記異なる色の前記画像の相対位置を前記色ずれに基づいて制御する制御手段と、を備え、
前記センサは、所定の入射角において前記検出用画像を照射するための光を発する発光素子、前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第1の反射角において受光する位置に配置された第1受光素子、及び前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第2の反射角において受光する位置に配置された第2受光素子を有し、
前記第1の反射角は前記所定の入射角よりも小さく、
前記第2の反射角は前記第1の反射角よりも小さく、
前記制御手段は、前記転写体の状態に基づき、前記第1受光素子と前記第2受光素子とから前記色ずれを検出するために用いる受光素子を選択することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記センサによって前記転写体からの反射光を検出し、前記第1受光素子と前記第2受光素子とから前記色ずれを検出するために用いる受光素子を、前記転写体からの反射光の検出結果に基づいて選択することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記発光素子を発光させ、前記第1受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果を取得し、前記色ずれを検出するために用いる前記受光素子を、前記第1受光素子による前記転写体からの反射光の前記受光結果に基づいて選択することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記発光素子を発光させ、前記第1受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果に対応する信号値を取得し、前記信号値が参照値未満ならば前記第1受光素子を選択することを特徴とする、
請求項3記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記発光素子を発光させ、前記第1受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果に対応する信号値を取得し、前記信号値が参照値以上ならば前記第2受光素子を選択することを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
- 前記センサは、前記転写体に光を照射する他の発光素子をさらに備えており、
前記第1受光素子は、前記他の発光素子から出射された光の正反射光を受光することができる位置に配置されることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記センサは、前記転写体に光を照射する他の発光素子をさらに備えており、
前記制御手段は、前記他の発光素子を発光させ、前記第1受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果に対応する信号値を取得し、前記信号値が所定値以上ならば、前記画像形成手段に他の検出用画像を形成させ、前記他の発光素子を発光させ、前記第1受光素子による前記他の検出用画像からの反射光の受光結果を取得し、前記色ずれを前記第1受光素子による前記他の検出用画像からの反射光の受光結果に基づいて取得することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
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